鋰離子電池，透過讓鋰離子從液態電解質嵌入固態電極材料的方式來儲存能量，進而為現代的便攜式電子設備和電動汽車提供電力。儘管科學家已經可以準確預測鋰離子在固態中的擴散行為，但鋰離子如何在電極與電解質的界面進行嵌入反應，其基本的反應機制仍未被充分理解。目前廣泛用於描述鋰離子電池嵌入反應的動力學模型，是Butler-Volmer模型（BV方程式），這是一個簡單的離子轉移模型，但該模型缺乏微觀細節，且無法預測不同材料和操作條件下反應速率的變化趨勢。另外，也有科學家假設，鋰離子的嵌入反應可能是透過耦合離子-電子轉移（CIET，coupled ion-electron transfer）的方式進行，也就是說，鋰離子從電解質中插入電極的過程，是由電子轉移到電極中鄰近的金屬陽離子（以還原該陽離子）所促成的。CIET的數學框架統一了傳統的離子轉移模型和Marcus電子轉移理論，並做出了與BV模型有很大不同的預測，例如反應速率強烈依賴於電極材料中的鋰空位數量，且反應電流存在量子力學層面的上限。

近日，美國麻省理工學院的研究團隊，使用了一種名為「電荷調整電位脈衝法」（charge-adjusted potentiostatic pulse method）的方法，在不同的電解質和溫度下，測量了正極材料（包括Li_xCoO₂和Li_xNi₁_/₃Co₁_/₃Mn₁_/₃O₂）中鋰離子嵌入和脫出的反應動力學。實驗結果顯示，測得的電流密度隨著鋰空位數量（1-x）和過電位（最高至150 mV）的增加而線性增加，而這些現象無法用傳統的BV模型來解釋。相反地，CIET理論中的電子轉移限制機制很好地擬合了這些實驗數據，研究團隊僅使用少量的材料參數（包括電極重組能、電子耦合、離子轉移自由能和表面吸附自由能），就成功將數百個數據點塌縮到一條通用的電流-電壓曲線上。這些參數能為「實驗測量」和「工程模擬」篩選出反應速率更快的電極和電解質。研究人員表示，這項研究挑戰了鋰離子電池受固態擴散限制的傳統觀點，而CIET理論也為科學家提供了開發更快速充電、更高功率儲能技術的新策略。